Testing Cosmology with Extreme Galaxy Clusters
最近的建议，一些观察到的星系团的质量太高，其给定的红移自然发生在一个标准模型宇宙学的动机，我们使用极值统计构建的置信区域中的质量红移平面的最极端的对象在宇宙中。我们展示了这样的图不仅提供了一种潜在的排除和谐宇宙学的方法，而且还允许我们区分增强结构形成的替代模型。我们将我们的理论预测与观测结果进行比较，将目前观测到的高红移和低红移星系团放在质量红移图上，并发现--只要我们考虑全天以避免后验选择效应--没有一个与和谐宇宙学有显著的张力。
2013-07-28 astro-ph.CO
Cosmology with galaxy clusters: impact of theoretical and observational systematic uncertainties
在这次演讲中，我专注于如何建模的质量可观测的关系和晕质量函数可以影响的准确性和精确性推断从星系团的宇宙学约束。我提出了一个新的分析集群检测毫米波长的普朗克卫星，强调需要改进的描述和校准的质量可观测的关系。
2021-11-02 astro-ph.CO
Cluster cosmology with anisotropic boosts: Validation of a novel forward modeling analysis and application on SDSS redMaPPer clusters
提出一种正向建模星系团丰度、弱透镜和聚集的宇宙学分析方法，引入各向异性增强模型，在SDSS redMaPPer星系团上验证发现支持低Ωm和高σ8，但与其他CMB/LSS结果不一致。
2023-04-01 astro-ph.CO
Evolution of the Deterministic Collapse Barrier of the Field Clusters as a Probe of Cosmology
位于低密度环境中的场团的坍缩势垒$δ_{c}$是确定性的，而不是扩散性的，这与位于超团中的壁对应物不同。通过分析包括标准$Λ$ CDM宇宙学在内的11种不同宇宙学的Mira-Titan模拟数据，研究了场团的确定性坍缩势垒的演化及其对背景宇宙学的依赖性.无论背景宇宙学如何，确定性$δ_{c}$都表现出一种普遍的行为，即在$z=0$处具有比爱因斯坦-德西特球形坍缩势垒高度$δ_{sc}=1.686$更高的值，但随着$z$的增加，暗能量的优势逐渐减弱，逐渐收敛到$δ_{sc}$。然而，在不同的宇宙学中，它的收敛速度以及$δ_{c}=δ_{sc}$的临界红移$z_{c}$存在着显著的差异。表明收敛速度和临界红移甚至可以区分产生几乎相同的线性增长因子和集群质量函数的简并宇宙学，我们认为，场集群的确定性坍缩势垒的演化应该是一个强大的宇宙学的补充探针。
2019-12-17 astro-ph.CO
Precision cosmology with a combination of wide and deep Sunyaev-Zeldovich cluster surveys
我们展示了Sunyaev-Zel'dovich聚类调查的婚礼蛋糕设计的优势。我们表明，通过划分成一个广泛的和深入的调查集群调查，基本上可以恢复宇宙学的信息，将被稀释在一个单一的调查相同的持续时间，由于在我们的集群物理的理解的不确定性。深度和广度调查的参数简并方向略有不同，将它们结合起来可以有效地打破这些简并。具有数千个集群的可变深度调查在约束宇宙学参数方面与具有更大集群样本的单一深度调查一样有效。
2010-08-18 astro-ph.CO
High-redshift star formation rate up to z~8.3 derived from gamma-ray bursts and influence of background cosmology
高红移恒星形成率（SFR）即使用现代方法也很难直接测量。长持续时间的伽马射线暴（GRB）由于其高亮度，可以在可见宇宙的边缘被探测到。长伽马射线暴的Eksar模型表明，它们可以追踪恒星形成的历史。因此，长伽马射线暴可能是测量高红移SFR的有用工具。观测表明，长伽马射线暴更倾向于在低金属含量的环境中形成。在不同的背景宇宙学模型（包括$Λ$ CDM、quintessence、quintessence with a time-varying equation of state和brane-world model）下，研究了追踪恒星形成历史和宇宙金属丰度演化的Swift伽玛暴的高红移SFR（z~8.3）。我们使用最新的Swift伽玛暴，包括两个最高的$z$伽玛暴，$z=6.7$的GRB 080913和$z=8.3$的GRB 090423。我们发现，在$z>4$的SFR表现出陡峭的衰减与$\sim -5.0$在$Λ$ CDM的斜率。在其他三个模型中，高红移SFR与$Λ$ CDM模型略有不同，也表现出陡峭的衰减。
2010-01-05 astro-ph.CO astro-ph.HE
A roadmap to gamma-ray bursts: new developments and applications to cosmology
伽马射线暴是宇宙中最强大的爆炸，主要发生在非常大的红移，高达$z\simeq 9$。在这篇简短的评论中，我们首先讨论了伽马射线暴的分类和形态特征。然后，我们报告了伽马射线暴和其他天体，如黑洞，超新星，中子星等之间的可能关系，详细讨论了伽马射线暴的起源。我们对长、短伽马射线暴进行了分类，计算了它们的时间尺度，并介绍了标准的火球模型。之后，我们专注于直接应用伽马射线暴的宇宙学和强调的条件下，这些来源将作为完美的标准蜡烛，如果光度和光谱特性之间的相关性不受\emph{circularity problem}。在这方面，我们强调低$z$伽马射线暴的短缺如何阻止锚定伽马射线暴与主要距离指标。此外，我们详细分析了最常用的伽马射线暴的相关性，突出他们的主要区别。因此，我们显示校准技术，比较这种治疗与非校准方案。为了完整性，我们讨论的相关散射和系统发生在实验计算的物理性质。最后，我们发展了最新的统计方法，恒星形成率和高红移伽马射线暴过剩，并显示了最新的限制从实验分析。
2021-10-27 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Gamma-ray Burst Cosmology
伽马射线暴是宇宙中最明亮的电磁爆炸，它在硬X射线波段发射出高达$8.8\times10^{54}$ erg的各向同性等效能量。高亮度使它们能够在宇宙中探索的最大距离内被探测到。伽玛暴作为宇宙深处的明亮灯塔，将是探测高红移宇宙性质的理想工具，包括宇宙膨胀和宇宙暗能量、恒星形成率、再电离期和宇宙金属富集历史等。本文综述了伽玛暴的光度关联及其对宇宙学参数和暗能量的影响。观测表明，长伽玛暴的前身是大质量恒星。因此，长伽玛暴可以作为恒星形成速率的示踪物。我们还回顾了来自伽玛暴的高红移恒星形成率，以及宇宙再电离历史的影响。伽玛暴的余辉一般具有破幂律谱，因此有可能提取星系际介质（IGM）的吸收特征。我们还介绍了高红移伽玛暴探测银河系前金属富集和第一批恒星的能力。
2015-04-03 astro-ph.CO astro-ph.HE
Gamma-ray Cosmology and Tests of Fundamental Physics
伽马射线在宇宙学距离上的传播是GeV和TeV能量的广泛理论和观测研究的主题。宇宙网中伽马射线的平均自由程被限制在100 GeV以上，这是由于在宇宙光学和红外背景上产生电子和正电子。电子和正电子在星系际介质中冷却，同时在其磁场中旋转，这可能导致其全球加热或产生较低能量的次级伽马射线。在宇宙学旅程中幸存下来的伽马射线的能量分布携带着观测到的吸收特征，这些特征测量了重子物质在宇宙时间内的发射率，限制了$Λ$ CDM宇宙学的距离尺度，并限制了相互作用截面的变化。竞争性的限制特别是放在宇宙恒星形成的历史，以及在量子引力和弦论预期的现象，如耦合到假设的轴子类粒子或违反洛伦兹不变性。最新的理论和观测进展使人们得以一窥新一代伽马射线观测站即将开启的多波长和多信使路径。
2022-02-01 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Why are we still using 3D masses for cluster cosmology?
星系团的丰度对物质分布的后期演化非常敏感，因为星系团形成于密度最高的峰值。然而，3D集群质量不能推断出没有反投影的观测，引入模型依赖的偏见和不确定性，由于假设和真实的集群密度分布和忽视的问题沿视线之间的不匹配。由于投影孔径质量可以直接测量模拟和观测通过弱透镜，我们认为，它们更适合于集群宇宙学。使用米拉-泰坦套件的重力模拟，我们表明，光圈群众强烈相关的三维晕群众，虽然与大的内在散射由于沿视线的物质分布的变化。尽管如此，孔径质量可以测量$\approx 2-3$倍更精确地从观察，因为他们不需要假设的密度分布，只受形状噪声在弱透镜测量。我们直接用高斯过程模拟孔径质量函数的宇宙学依赖性。在观测立体角和红移间隔一定的情况下，比较了孔径质量函数和三维晕质量函数的宇宙学灵敏度，发现$Ω_\mathrm{m}$和$w_a$的孔径质量灵敏度较高，$σ_8$、$n_\mathrm{s}$和$w_0$的孔径质量灵敏度相近，而$h$的孔径质量灵敏度稍低。通过仔细校准的孔径质量函数仿真器，星团宇宙学分析可以直接使用星团孔径质量，降低对模型相关质量校准偏差和不确定性的敏感性。
2022-06-14 astro-ph.CO
Unifying cluster and galaxy cosmology analyses using the galaxy-halo connection
Southern Methodist University（南方卫理公会大学）；University of Arizona（亚利桑那大学）；The Ohio State University（俄亥俄州立大学）；Leiden University（莱顿大学）
本文提出一种基于模拟的统一框架，利用星系-暗物质晕关联来统一建模星系和星系团的统计量，从而提高宇宙学参数的约束精度。
2026-01-22 astro-ph.CO
Joint cosmology and mass calibration from tSZ cluster counts and cosmic shear
我们提出了一种新的方法，联合宇宙学参数推断和集群质量校准相结合的弱透镜测量和丰富的热Sunyaev-Zel'dovich（tSZ）选择星系团。我们结合团簇计数与球谐宇宙剪切功率谱和团簇过密度和宇宙剪切之间的互相关。这些相关性限制了星系团质量与可观测关系。我们使用晕模型框架，包括其完整的非高斯协方差模型的观测。预测约束的LSST宇宙剪切和西蒙斯天文台tSZ集群计数相结合的宇宙学和质量校准参数，我们发现集群宇宙学的竞争性约束，与两个因素的改善相比，LSST宇宙剪切的暗能量品质因数。我们发现大部分的质量校准信息将在大尺度和中等尺度的星系团过密度和宇宙剪切之间的互相关。最后，我们发现广泛可比的限制，传统的分析的基础上使用堆叠集群透镜测量校准质量，一贯占宇宙剪切的相关性的好处。
2020-05-29 astro-ph.CO
Probing Cosmology and Galaxy Cluster Structure with the Sunyaev-Zel'dovich Decrement vs. X-ray Temperature Scaling Relation
星系团可观测量之间的标度关系将在未来的大规模星系团样本中得到，它不仅可以用来约束星系团的结构，而且可以用来约束宇宙学。我们研究了这种方法的实用性，采用一个物理驱动的参数模型来描述集群结构，并将其应用到Sunyaev-Zel'dovich减量（S_v）和发射加权X射线温度（T_ew）之间的预期关系。熵分布的斜率和归一化，浓度的暗物质潜力，在维里半径的压力，和非热压力支持的水平，以及这些量的质量和红移依赖性描述的自由参数。通过选择合适的基准参数值，集群模型满足几个现有的观测约束。我们采用Fisher矩阵方法，从S_v vs的测量值估计宇宙学和团簇结构参数的联合误差。T_ew在未来的调查。我们发现不同的宇宙学参数对标度关系的影响是不同的：主要通过重子分数（Ω_m和Ω_b）、维里过密度（w_0和w_a）和角直径距离（w_0和w_a; Ω_DE和h）。我们发现，宇宙学的限制，从标度关系是可比的预期从相同的集群的数量计数（dN/dz）。标度关系的方法是相对不敏感的选择效应，它提供了一个有价值的一致性检查，结合信息的标度关系和dN/dz也是有用的，打破参数简并，并帮助解开从宇宙学的集群物理。
2009-08-14 astro-ph.CO
Optical Cluster Cosmology with SDSS redMaPPer clusters and HSC-Y3 lensing measurements
本研究利用SDSS redMaPPer星系团目录与HSC第三年形状目录，对星系团丰度、投影成团性和弱透镜效应进行盲式联合分析，通过包含投影效应和重子反馈系统误差的前向模型，在平坦ΛCDM框架下得到S₈=0.816⁺⁰·⁰⁴¹₋₀·₀₃₉，与Planck等宇宙学结果一致。
2023-09-22 astro-ph.CO
Cosmology with Rayleigh Scattering of the Cosmic Microwave Background
宇宙微波背景（CMB）一直是宇宙学研究的宝库。在未来十年中，目前和计划中的CMB实验预计将耗尽几乎所有的原始CMB信息。为了进一步约束宇宙学模型，测量主模之外的信号有很大的好处。宇宙微波背景辐射的瑞利散射是额外宇宙学信息的来源之一。它是由复合过程中形成的中性物质对CMB光子的额外散射引起的，并表现出强烈而独特的频率标度（$\propto ν^4$）。我们将证明，在频率通道上具有足够的灵敏度，瑞利散射信号不仅应该是可检测的，而且可以显着提高宇宙学参数的约束能力，对计划的实验进行有限的或没有额外的修改。我们将提供启发式的解释，为什么某些宇宙学参数受益于测量的瑞利散射信号，并确认这些直觉使用Fisher形式主义。特别地，瑞利散射的观测允许对$N_{\rm eff}$和$\sum m_ν$的测量的显著改进。
2020-08-26 astro-ph.CO
The gas depletion factor in galaxy clusters: implication from Atacama Cosmology Telescope Polarization experiment measurements
气体损耗因子$γ(z)$，即，气体质量分数与星系团宇宙平均重子分数的平均比值，在气体质量分数测量的宇宙学应用中起着非常重要的作用。利用阿塔卡玛宇宙望远镜（ACT）偏振实验观测到的182个星系团的最新星表，采用一种新的与宇宙学无关的方法研究了$γ(z)$可能的红移演化.该方法是基于非参数重建使用的测量哈勃参数从宇宙计时器。与流体动力学模拟的常数损耗因子不同，我们的结果揭示了$γ(z)$随红移而减小的趋势。这一结果是支持的参数模型拟合，以及减少ACTPol样本和ACT编译中报告的91 SZ集群的替代样本的计算。讨论可能的系统效应留下了一个悬而未决的问题的有效性的经验关系$M_{tot}$ - $f_{gas}$非常接近的集群。这些结果可能为探索星系团大半径范围内的热气体成分及其随红移的可能演化铺平了道路，这将在即将到来的X射线/SZ星系团巡天中在更大的星系团样本上进一步研究。
2019-07-15 astro-ph.CO
Dust in galaxy clusters: Modeling at millimeter wavelengths and impact on Planck cluster cosmology
我们已经研究了尘埃排放在星系团在毫米波使用普朗克$857 \, {\rm GHz}$地图来约束模型的基础上，用于研究宇宙起源探测器（CORE）的任务概念赫歇尔观测。通过叠加普朗克探测到的星系团的辐射，我们估计了红外光度与质量关系的归一化，并限制了尘埃辐射的空间分布。我们使用这个新的约束模型来模拟我们注入普朗克频率图的集群。使用这些气体+尘埃模拟和基本的气体模拟提取的集群之间的比较，使我们能够评估集群尘埃排放对普朗克结果的影响。特别是，我们确定了集群参数恢复（大小，通量）和普朗克集群宇宙学结果（调查的完整性，宇宙学参数的测定）的影响。我们发现，尘埃排放的影响可以忽略不计的普朗克任务的单个集群参数的恢复，但它会影响集群目录的完整性，减少在红移范围[0.3-0.8]的检测到的数量高达$\sim 9\%$。在宇宙学分析中纠正这种不完整性对宇宙学参数测量的影响可以忽略不计：特别是，它并没有缓解普朗克星系团和原始宇宙微波背景宇宙学之间的紧张关系。
2018-08-21 astro-ph.CO
Cosmology with Galaxy Clusters
本文综述星系团宇宙学的最新进展，涵盖多波段探测、WL质量校准、选择函数与MOR建模，以及星系团丰度对 $Ω_{\ m m}$ 和 $σ_8$ 的约束结果。
2025-05-12 astro-ph.CO
The Atacama Cosmology Telescope: Cosmology from Galaxy Clusters Detected via the Sunyaev-Zel'dovich Effect
我们提出了一个样本的基础上的Sunyaev-Zel 'dovich选择的星系团的阿塔卡玛宇宙望远镜的毫米波调查中检测到的宇宙学参数的约束。本分析中使用的星团样本由9个光学确认的高质量星团组成，包括2008年在148 GHz测量的455平方度天空中确定的总星团样本的高显著性端。我们专注于最大规模的系统，以减少来自SZ调查的未知的星系团天体物理学和宇宙学之间的简并。我们描述了团簇质量和SZ信号之间的标度关系与4参数拟合。在保守先验的情况下，对这种拟合中的参数值进行边缘化，得到空间平坦的wCDM宇宙学模型的σ_8 = 0.851 +/- 0.115和w = -1.14 +/- 0.35，其中WMAP的宇宙学参数为7年先验。这使得统计不确定性在WMAP 7年的约束下有了适度的改善。将星系团质量和SZ信号之间的标度关系固定为从数值模拟获得并由X射线观测校准的基准关系，我们发现σ_8 = 0.821 +/- 0.044和w = -1.05 +/- 0.20。这些结果与WMAP 7+重子声学振荡+Ia型超新星的约束条件一致，得到σ_8 = 0.802 +/- 0.038和w = -0.98 +/- 0.053。与假设基准模型模拟的集群相比，该样本中集群的堆叠分析也显示出良好的一致性。这些结果表明，给定这里使用的星系团样本，大质量星系团的天体物理学和由此导出的宇宙学参数与当前模型大致一致。
2010-10-05 astro-ph.CO
Gamma-ray cosmology and fundamental physics with TeV blazars: results from 20 years of observations
TeV耀变体的伽马射线已经被地面实验探测了二十多年。我们已经收集了最广泛的档案光谱从这些来源，以限制宇宙学距离的影响伽马射线传播的过程。我们讨论了我们的结果扩散光子场，填充宇宙，称为河外背景光，宇宙的膨胀率，和基本物理的形式轴子粒子和洛伦兹不变性破坏。具体来说，我们提出了从0.26到105微米的伽玛射线观测构建的河外背景光的光谱，我们测量的哈勃常数的值与其他估计兼容，我们约束的能量尺度洛伦兹不变性破坏影响伽玛射线吸收的河外背景光大于百分之六十的普朗克尺度。
2015-08-25 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Cosmology with velocity dispersion counts: an alternative to measuring cluster halo masses
星系团计数的演化是对宇宙学若干基本参数的有力探索。最近的一些研究使用这个探测器声称与普朗克原始CMB数据分析所偏好的宇宙学的张力，在这个意义上，观察到的星系团比基于原始CMB宇宙学的预测要少。这个问题的一个可能的解决方案是集群研究中绝对晕质量校准中的系统误差，这需要将标准理论预测（晕质量函数）转换为作为可观测值的函数的计数（例如，X射线光度，Sunyaev-Zel'dovich通量，光学丰富度）。在这里，我们提出了一种替代策略，这是直接比较预测和观察到的集群计数作为一个函数的一维速度色散的星系团。我们认为，集团/集群的速度分散理论上可以预测的强大的质量，但与质量，它也可以直接观察到，从而规避了主要的系统偏差，在传统的集群计数研究。借助BAHAMAS宇宙学流体动力学模拟套件，我们证明了速度色散计数的潜力，即使是类似的$Λ$ CDM模型的歧视。这些预测可以与现有的红移调查结果进行比较，如高度完整的星系和质量组装（GAMA）调查，以及即将进行的宽视场光谱调查，如广域Vista河外调查（WAVES）和暗能量调查仪器（DESI）。
2016-07-28 astro-ph.CO
Beyond the Standard models of particle physics and cosmology
暴胀宇宙论和重子合成的现代标准宇宙学模型深入涉及超越标准模型（BSM）的粒子理论。不可避免的是，BSM物理模型会导致超出标准宇宙学范式的宇宙学场景。讨论了暗原子宇宙学中的直接和间接暗物质搜索之谜、大质量原初黑洞团作为引力波信号源和反物质球状星团作为宇宙反氦源的情景。
2018-11-22 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Probing Cosmology and Cluster Astrophysics with Multi-Wavelength Surveys I. Correlation Statistics
即将进行的多波长天文观测将很快发现所有大质量星系团，并对宇宙学和星系团天体物理学提供前所未有的限制。本文通过对与星系团有关的三个观测量的联合分析，包括宇宙微波背景（CMB）中的热Sunyaev-Zel'dovich（tSZ）效应、电离气体的X射线辐射以及星系团引力势对背景星系的引力弱透镜效应，研究了多波段星系团巡天的约束能力。我们开发了一个理论框架来预测和解释两点相关统计之间的三个观测使用半解析模型的集群内介质（ICM）和晕为基础的方法。在这项工作中，我们表明，tSZ中的自动和交叉角功率谱，来自即将到来的任务（eROSITA，CMB-S4和LSST）的X射线和透镜统计可以帮助打破宇宙学和ICM物理之间的简并。这些相关性统计对选择偏差不太敏感，并且能够在遥远，微弱和小的集群中探测ICM物理，否则很难单独检测到。我们表明，相关统计能够提供宇宙学的约束，相当于传统的集群丰度测量，同时约束集群天体物理学。我们的研究结果表明，相关统计可以显着提高即将到来的多波长集群调查的科学回报。
2019-10-24 astro-ph.CO astro-ph.GA
Cosmology with the SZ spectrum: measuring the Universe's temperature with galaxy clusters
星系团中的热气体通过Sunyaev-Zel'dovich（SZ）效应在宇宙微波背景（CMB）中产生一种独特的光谱畸变。SZ的光谱特征可用于测量团簇红移处的CMB温度（$T_{\rm CMB}(z)$），并抑制CMB光谱的y型光谱畸变。在这项工作中，我们开始显示的$T_{\rm CMB}(z)$的测量样本提取的第二个目录的星系团由普朗克（PSZ 2）和包含75个集群选择CHEX-MATE。然后，我们通过SZE的频谱展示了未来CMB实验对CMB频谱y型频谱失真单极子约束的预测。
2021-11-05 astro-ph.CO
Halo Occupation Distributions of Moderate X-ray AGNs through Major and Minor Mergers in a $Λ$-CDM Cosmology
受Allevato et al.（2012）在COSMOS领域中最近推断的X射线选定活动星系核晕占据分布（HOD）形式的启发，我们使用一个基于$Λ$ -CDM宇宙学中暗物质晕（DMH）之间合并活动的简单模型，研究了中等亮度X射线活动星系核（mXAGN）的HOD性质。在上述情况下，在$z=0.5$模拟的mXAGN的HOD和数密度与Allevato等人（2012）的结果进行比较。我们发现，模拟的HOD的主要和次要合并，和观察到的mXAGN是一致的。我们的主要结果是，未成年人合并，相反，人们可能会期望，可以发挥重要作用的活动mAGN。
2015-10-28 astro-ph.CO astro-ph.GA
The truncated lognormal distribution as a luminosity function for SWIFT-BAT gamma-ray bursts
伽马射线暴（GRB）中光度函数（LF）的确定取决于所采用的宇宙学，每一种宇宙学都有其相应的光度距离。在这里，我们分析三种宇宙学：标准宇宙学，等离子体宇宙学和伪欧几里德宇宙。伽玛暴的低频首先用对数正态分布和四次破缺幂律来描述，然后用截尾对数正态分布来描述。截断对数正态分布可以很好地拟合伽玛暴的光度随红移的变化范围。
2016-11-05 astro-ph.CO
Peaks in weak lensing mass maps for cluster astrophysics and cosmology
本文综述了利用弱透镜质量图中的峰识别星系团的方法，强调纯引力选择相比传统方法的优势，并指出斯巴鲁巡天已识别300多个高信噪比星系团，可用于精确宇宙学约束。
2024-12-17 astro-ph.CO
Gamma ray burst distances and the timescape cosmology
伽马射线暴可以潜在地用作距离指示器，提供了将哈勃图扩展到红移~7的可能性。在这里，我们遵循Schaefer（2007）的分析，目的是通过伽玛暴在2 < z < 7范围内提供的额外杠杆作用来区分时间逃逸宇宙学模型和\LambdaCDM模型。我们发现，时间逃逸模型拟合伽玛暴样本略优于\LambdaCDM模型，但系统的不确定性仍然太少了解区分模型。
2011-08-22 astro-ph.CO gr-qc
Water Buckyball Terahertz Vibrations in Physics, Chemistry, Biology, and Cosmology
五角十二面体巴基球状水簇及其阵列从第一性原理电子结构计算中示出为在1-6 THz范围内具有独特的太赫兹振动模式，对应于簇的氧-氧-氧弯曲和扭曲表面畸变。在它们的激发电子状态下，这些水分子团簇构成了里德伯物质的一种形式。在物理学、化学、生物学和宇宙学中的应用。
2009-02-12 astro-ph.CO cond-mat.supr-con physics.atm-clus
Southern Cosmology Survey II: Massive Optically-Selected Clusters from 70 square degrees of the SZE Common Survey Area
我们提出了一个目录的105个丰富的和大规模的（$M>3\times10^{14}M_{\sun}$）光学选择的星系团从70平方度的公共档案格里兹成像从布兰科4米望远镜获得超过45个夜晚之间的2005年和2007年。我们使用集群的光学衍生的属性来估计光度红移，光学光度，丰富度和质量。我们补充的光学测量与档案XMM牛顿和ROSAT X射线数据，提供额外的亮度和质量的限制上一个温和的部分集群样本。我们的两个星系团显示出中央透镜弧的明确证据;其中一个星系团有一个壮观的大直径，几乎完整的爱因斯坦环围绕着最明亮的星系团星系。这项研究的一个强烈动机是确定预计将显示来自Sunyaev-Zeldovich效应（SZE）的突出信号的大质量星系团，因此可以在阿塔卡马宇宙学望远镜和南极望远镜进行的广域毫米波段调查中检测到。这里提出的光学样本将是有用的验证新的SZE集群候选人从这些调查，测试集群选择功能，并堆叠分析的SZE数据。
2010-10-27 astro-ph.CO
Cosmology dependence of galaxy cluster scaling relations
星系团的丰度与质量和红移的函数关系是一个著名的强有力的宇宙学探测，它依赖于质量可观测关系（MOR）的基本模型假设。一些MOR参数可以直接从多波长观测中得到，如参考宇宙学的归一化、质量斜率、红移演化和内禀散射。然而，MORs的宇宙学依赖性不能单独用多波长观测来测试。我们使用{ \tt Magneticum}模拟来探索星系团标度关系的宇宙学依赖性。我们运行了15个不同的流体动力学宇宙学模拟$Ω_m$，$Ω_b$，$h_0$和$σ_8$（围绕参考宇宙学模型）。考虑的MOR是气体质量，重子质量，气体温度，$Y$和速度色散作为维里质量的函数。我们验证的质量和红移斜率和内在的散射MORs是几乎独立的宇宙学的变化显着小于目前的观测不确定性。结果表明，在$h_0$上，气体质量和重子质量只敏感地依赖于重子分数、速度色散和气体温度，而$Y$同时依赖于重子分数和$h_0$ .我们调查的宇宙学意义上的MOR参数化的模拟目录创建一个理想化的eROSITA样实验。我们表明，我们的参数化引入了强烈的宇宙学参数和MOR的归一化之间的简并。最后，在不同的过密度（$Δ_{500c}$），X射线测辐射热气体光度，并为不同的次网格物理处方的参数约束在附录中显示。
2020-04-11 astro-ph.CO
Accurate Standard Siren Cosmology with Joint Gravitational-Wave and $γ$-Ray Burst Observations
针对引力波与γ射线暴联合观测的选择效应偏差，提出从多信使数据推断电磁探测概率的方法，实现哈勃常数无偏测量等，并给出新型精确似然近似方案。
2024-12-11 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Secular evolution of galaxies and galaxy clusters in decaying dark matter cosmology
如果宇宙中的暗物质扇区是由亚稳粒子组成的，那么星系和星系团将经历从高红移到低红移的重大长期演化。我们表明，衰变的暗物质，与宇宙学的约束兼容的寿命，可以在观察到的圆盘星系的塔利-费舍尔关系的演变的起源，并减轻椭圆星系的大小演变的问题，同时符合目前的观测约束的气体部分的星系团。
2009-09-28 astro-ph.CO astro-ph.GA hep-ph
Observed Scaling Relations for Strong Lensing Clusters: Consequences for Cosmology and Cluster Assembly
观测到的星系团性质的标度关系是约束宇宙学参数以及团簇形成历史的有用工具。一个关键的宇宙学参数，sigma 8，约束使用观察到的星系团，虽然目前的估计sigma 8的动态放松的星系团的标度关系是有限的，在观察到的星系团质量-温度（M-T）关系的大的分散。在0.3 < z <0.8的八个强透镜团的样本中，我们发现观察到的团浓度-质量关系可以用于将M-T散射降低6倍。通常，仅松弛的簇被用于估计σ 8，但是将簇浓度-质量关系与M-T关系相结合也使得能够包括非松弛的簇。因此，从集群的sigma 8测量的准确性的所得收益是双重的：sigma 8上的错误减少，集群样本量增加。因此，通过包含非松弛簇，大大改善了关于来自簇的sigma 8确定的统计。进一步探索星系团的标度关系，我们发现最亮星系团（BCG）光度和星系团质量之间的相关性提供了深入了解星系团的组装历史。我们发现了一个陡峭的BCG亮度集群质量关系的强透镜集群比一般集群人口的初步证据，暗示强透镜集群可能有更活跃的合并历史。
2010-04-05 astro-ph.CO
Simulation-based marginal likelihood for cluster strong lensing cosmology
观测到的和预测的星系团的强透镜性质之间的比较已经被常规地用来声称与$Λ$ CDM宇宙学的张力或一致性。然而，此类宇宙学测试的标准方法无法量化一种宇宙学相对于另一种宇宙学的偏好。我们主张使用基于以下汇总统计量的边际似然来近似相关贝叶斯因子：爱因斯坦半径和集群质量之间的标度关系参数的后验概率分布函数，$α$和$β$。我们证明，第一次，使用X射线选择$z>0.5$ MACS集群作为一个例子，并采用N-体和流体动力学模拟集群的边缘可能性估计的方法。我们调查的不确定性，在这个估计和相应的能力，比较竞争的宇宙学，所产生的重子过程的不完整的描述，在集群选择标准，红移分布，和动力学状态的差异。不同密度下三轴星系团质量之间的关系为强透镜检验提供了一种有希望的替代方法。
2017-09-01 astro-ph.CO astro-ph.IM physics.data-an
C$^3$-Cluster Clustering Cosmology I. New constraints on the cosmic growth rate at z~0.3 from redshift-space clustering anisotropies
星系团聚集中的红移空间扭曲为在宇宙学尺度上检验引力理论提供了一种新的探测器。本工作的目的是从星系团的红移-空间两点关联函数导出宇宙结构线性增长率的新约束。我们构建了一个大型光谱目录的光学选择集群从斯隆数字巡天。选定的样品由红移范围$0.1<z<0.42$的$43,743$集群，与质量估计从弱透镜校准的标度关系。我们测量了所选簇的两点关联函数的横向和径向楔形。模拟红移空间聚类各向异性，我们提供了第一个限制集群聚类的线性增长率。聚类质量用于设置样本线性偏差的先验。这代表了用星系团代替星系作为宇宙探测器的主要优点。假设一个标准的宇宙学模型与最新的宇宙微波背景约束一致，我们没有发现任何偏离广义相对论的证据。具体地说，我们得到的增长率乘以物质功率谱归一化参数$fσ_{8}=0.44\pm0.05$的值，在一个有效的红移$z=0.275$。
2021-10-11 astro-ph.CO
The X-ray cluster survey with eROSITA: forecasts for cosmology, cluster physics and primordial non-Gaussianity
从2013年底开始，eROSITA望远镜将以前所未有的灵敏度观测X射线天空。假设在（0.5-2.0）keV能量带中的探测极限为50个光子，典型的曝光时间为1.6 ks，我们预测eROSITA将探测到约9.3 X 10^4个质量大于5 X 10^13 Msun/h的星系团，目前计划进行全天巡天。它们的中位红移将是z ~ 0.35。我们进行Fisher矩阵分析，预测的约束力eROSITA的LambdaCDM宇宙学，同时，X射线标度关系的星系团。特别注意的是专门用于检测原始非高斯的可能性。我们考虑两个实验探针：数量计数和角度集群的光子计数有限样本的集群。我们讨论了集群样本应如何分割，以优化分析，我们表明，红移信息的个别集群是至关重要的，打破强退化模型参数之间。例如，基于光度学红移估计并结合1点和2点统计进行“层析”分析，在没有先验的情况下，将给出Delta（sigma_8）~ 0.036和Delta（Omega_m）~ 0.012的边际1-sigma误差，并将当前对亮度-质量关系斜率的估计提高3倍。关于原始非高斯性，eROSITA集群单独将分别给出局部、正交和等边模型的Delta（f_NL）= 9、36、144。用光谱精度测量红移将进一步收紧近40%的限制（除了f_NL，它显示出较小的改进）。最后，将eROSITA数据与普朗克卫星对宇宙微波背景中温度各向异性的分析相结合，应该会对宇宙学和…
2012-02-22 astro-ph.CO
Using clusters in SZE + x-ray surveys as an ensemble of rulers to constrain cosmology
正在进行和即将进行的X射线和SZE调查预计将联合检测到许多集群，因为天空覆盖范围有很大的重叠。我们发现，这些集群可以被用来作为一个合奏的标尺，以估计角直径距离，DA（Z）。这不需要额外的观测成本，因为这些集群形成了一个更大样本的子集，组装起来构建集群数量计数dn/dz。在使用该d_A（z）时，暗能量约束可以比仅使用dn/dn的约束改善1.5 - 4倍。即使在存在100个团簇的质量跟踪（用于质量校准）的情况下，暗能量约束可以进一步收紧2 - 3倍。从聚类中添加d_A（z）类似于从SNe观测中添加d_L（z）;例如，dn/dn（来自ACT/SPT）加上d_A（z）在约束Omega_m和sigma_8时与dn/dz加上d_L（z）相当。
2010-10-15 astro-ph.CO
Testing Dark Energy models vs $Λ$CDM Cosmology by Supernovae and Gamma Ray Bursts
提出了一种利用伽马射线暴和超新星组合样本约束宇宙学状态方程的新方法。采用Chevallier-Polarski-Linder参数化方法对状态方程进行参数化，以寻求实现暗能量模型减速/加速相变的现实途径。结果表明，用SNeIa标定的伽玛暴至少可以作为鉴别宇宙学模型与$Λ$ CDM在高红移时的距离指标。此外，GRB +SNeIa组合的红移-距离图更好地显示了通常被称为现今观测到的加速度“信号”的红移$z\sim 0.5$附近斜率的变化。这一特征可以用更标准的方式来解释，即星系团中的红色序列。
2009-06-26 astro-ph.CO
Towards including super-sample covariance in the unbinned likelihood for cluster abundance cosmology
本文提出基于高斯-泊松复合模型的混合似然，在无分箱星系团丰度分析中纳入超样本协方差，并在10万个星系团模拟中使参数后验弥散增加20%。
2024-06-18 astro-ph.CO
Cosmology and Cluster Halo Scaling Relations
我们探讨了暗物质和暗能量对星系团动力学标度性质的影响。研究了$N$-体模拟中团簇大小晕的质量、半径和速度色散之间的Faber-Jackson（FJ）、Kormendy和基平面（FP）关系.模拟涵盖了广泛的宇宙学参数，代表了开放，平坦和封闭的宇宙。独立的宇宙学，我们发现，模拟集群接近一个完美的维里态，并确实定义了一个基本平面。FJ、Kormendy和FP关系的拟合参数未显示出对$Ω_m$和/或$Ω_Λ$的任何显著依赖性。一个突出的效果是$Ω_{m}$对基面厚度的影响。随着模型的时间演化，我们发现在高$Ω_m$宇宙中FJ和Kormendy参数略有变化，FP拟合参数略有减小。我们还看到FP厚度的初始增加，随后收敛到几乎恒定的值。对于较高的$Ω_m$值，收敛时期较晚，而在低$Ω_m$ $Λ$模型中厚度保持恒定。我们还发现，在标准CDM（SCDM）宇宙学的FP厚度的持续增加。没有证据表明，这些差异是由于不同的功率谱斜率在集群规模。从FP的观点来看，悄悄地增加质量的星系团和经历大规模合并的星系团之间几乎没有什么区别。强合并的主要效应是显著改变半质量半径$r_{half}$与调和平均半径$r_h$的比值。
2009-06-01 astro-ph.CO
Precision cosmology with a wide area XMM cluster survey
我们探索宇宙学的约束，预计从广域XMM型集群调查覆盖50-200 deg 2，在现实的观测条件下。我们进行了Fisher矩阵分析的基础上，结合2点聚类关联函数的估计的聚类数计数。调查设计的效果是通过一个观测测试良好的集群选择功能。特别注意的是给建模的散粒噪声和样本方差，我们估计通过应用我们的选择函数数值模拟调查。然后，我们推断的暗能量考虑各种调查配置的状态方程的约束。我们定量地研究了团簇质量测量、关联函数和1<z<2团簇人口的各自影响。我们表明，与一些20 Ms的XMM观测时间，它是可能的约束暗能量参数的水平，这是从下一代宇宙探测器的预期。这样的调查也有能力提供独特的见解高红移集群和活动星系核的物理性质。
2011-07-06 astro-ph.CO
Galaxy clusters as probes for cosmology and dark matter
近年来，在通过广域测量，特别是利用Sunyaev-Zel 'dovich（SZ）效应，建立低和高红移的新星系团样本方面取得了重大进展。一个大的努力正在进行中，以确定和表征这些新的系统与光学/近红外和X射线设施，从而开辟新的途径来约束宇宙学模型，使用结构生长和几何测试。对星系团的普查对再电离机制和时代提出了限制，这需要与最近宇宙微波背景（CMB）实验对再电离光学深度的限制相协调。SZ效应测量的未来进展将包括（明确）直接测量运动学SZ效应的可能性，建立一个更大的能够研究高红移宇宙的星系团目录，并使（空间）解决星系团地图，甚至光谱能力（光谱）解决SZ效应的相对论修正。
2018-02-01 astro-ph.CO
Constraining gamma-ray propagation on cosmic distances
研究伽马射线在宇宙学距离上的传播涉及多个科学领域，重点是扩散辐射场，如河外背景光，大尺度宇宙磁性的探测，以及宇宙学和粒子物理学标准模型之外的物理学。简要回顾了机载和地面仪器对伽玛耀变体的测量、限制和观测启示。这些观测结果表明，伽马射线宇宙学是切伦科夫望远镜阵列CTA的主要科学案例之一。
2013-10-10 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Cosmology and Astrophysics from Relaxed Galaxy Clusters I: Sample Selection
这是一系列研究大质量、动态松弛的星系团的天体物理学和宇宙学的论文中的第一篇。在这里，我们提出了一种新的，自动化的方法，用于识别放松集群的基础上，他们的形态在X射线成像数据。虽然与文献中的其他人大致相似，但我们测量的形态量是专门设计的，以便为一系列数据质量和星系团红移的比较提供公平的基础，对由于点源掩模和探测器之间的间隙而丢失的数据具有鲁棒性，并避免对宇宙学背景和星系团质量的强烈假设。基于三个形态学指标-对称性，峰值和对齐-我们开发了松弛的SPA标准。这种分析适用于大样本的集群观测钱德拉和ROSAT档案。根据我们的准则，在361个接受SPA治疗的联网中，有57个（16%）后来被发现是放宽的。我们比较我们的测量类似的估计在文献中，以及投影椭圆率和其他图像的措施，并评论的趋势与红移，温度和调查选择方法的放松集群分数。实现我们的形态分析的代码将在网络上提供。
2015-02-20 astro-ph.CO
Impact of the calibration of the Halo Mass Function on galaxy cluster number count cosmology
晕质量函数（HMF）是星系团星表宇宙学分析中的一个关键要素。我们量化的HMF参数的不确定性对宇宙学约束的影响，从集群目录类似的普朗克，那些预期从欧几里得，罗马和鲁宾调查，并从一个假设的更大的未来调查。我们分析模拟目录在每种情况下，逐步松动先验的HMF参数，以评估宇宙学约束的退化。虽然目前HMF参数的不确定性并没有实质性影响普朗克类调查，我们发现，它们可以显着降低宇宙学约束的欧几里得类调查。因此，目前HMF的精度将不足以用于欧几里得（或罗马或鲁宾）和可能的更大的调查。未来的实验将不得不适当地考虑HMF参数的不确定性，并且有必要提高HMF拟合的精度，以避免削弱对宇宙学参数的约束。
2021-01-08 astro-ph.CO
The Blanco Cosmology Survey: An Optically-Selected Galaxy Cluster Catalog and a Public Release of Optical Data Products
布兰科宇宙学巡天是4波段（格利兹）光学成像巡天，覆盖南部天空约80平方度。巡天由两个区域组成，大致以（RA，DEC）=（23 h，-55 d）和（5 h 30 m，-53 d）为中心，成像设计为达到足以探测红移为1的L* 星系的深度。本文介绍了巡天数据的处理、定标源星表的建立和恒星与星系分离的新方法。我们通过识别红序星系的空间过密度来搜索z< 0.75的星系团。我们报告的坐标，红移，光学丰富度，λ，为764个检测到的星系团在z < 0.75。这个样本，其中>85%是新发现的，具有0.52的中值红移和16.4的中值丰度λ（0.4L*）。随着本文的发布，我们还发布了数据产品，包括缩小的图像和校准的源目录。这些产品可在http://data.rcc.uchicago.edu/dataset/blanco-cosmology-survey上获得。
2014-03-27 astro-ph.CO astro-ph.GA
Combining clustering and abundances of galaxy clusters to test cosmology and primordial non-Gaussianity
我们提出的集群的星系团作为一个有用的除了一套共同的宇宙学观测。星系团的聚集探测了宇宙的大尺度结构，将星系团的聚集分析扩展到了高峰值、高偏差的区域。星系团的聚类是对传统的星系团数计数和可观测质量关系分析的补充，通过打破现有的校准简并，显着提高了它们的约束力。我们使用maxBCG星系团目录来约束宇宙学参数和交叉校准的质量可观测的关系，使用集群丰度丰富箱和弱透镜质量估计。然后，我们添加的红移空间功率谱的样品，包括一个有效的建模的弱非线性的贡献，并允许任意光度红移平滑。功率谱数据的包括允许比例关系的改进的自校准。我们发现，列入功率谱通常带来的波动幅度$σ_8$和物质密度$Ω_{\mathrm{m}}$的误差$\sim 50$ %的改善。最后，我们应用这种方法来约束模型的早期宇宙通过原始的非高斯的本地类型的量，使用的变化在晕质量函数和集群的偏差的变化。我们发现一个约束的数量偏度$f_{\mathrm{NL}} = 12 \pm 157 $（$1σ$）从集群数据单独。
2014-01-31 astro-ph.CO
Precision Cosmology from X-ray AGN clustering
利用最近XMM-{ \it Newton}软（0.5-2 keV）X射线源（Ebrero et al. 2009 a）的角聚类结果，我们对空间平坦宇宙学模型的主要宇宙学参数进行了严格的约束，这些源具有中值为$z\sim 1$的红移分布。执行一个标准的似然程序，假设一个常数的活动星系核集群演化，活动星系核偏差演化模型Basilakos等。（2008）和$σ_8$的WMAP 5值，我们发现严格的同时约束（$Ω_{m}, $ w）平面，与$Ω_{m}= 0.26\pm 0.05$，w $=-0.93^{+0.11}_{-0.19}$。
2009-09-22 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Cosmology from clustering of Lyman-alpha galaxies: breaking non-gravitational Lyman-alpha radiative transfer degeneracies using the bispectrum
莱曼α发射星系的大型巡天观测是一种新的测量高红移星系群成团的方法，其目的是确定宇宙学参数。然而，莱曼-α辐射转移效应可能会以模仿引力效应的方式修改观测到的LAE星系团簇，从而可能降低宇宙学约束的精度。例如，由于观测到的通量依赖于星系际介质速度梯度，线性红移空间畸变对LAE星系功率谱的影响可能退化为莱曼α辐射转移效应。在本文中，我们表明，三点函数（双谱）可以区分引力和非引力效应，从而打破这些简并，使之有可能从LAE星系调查恢复宇宙学参数。对角直径距离和哈勃膨胀率的约束也可以通过结合功率谱和双谱测量来改善。
2012-12-05 astro-ph.CO
Constraining CMB temperature evolution with Sunyaev-Zel'dovich galaxy clusters from the Atacama Cosmology Telescope
当宇宙微波背景（CMB）辐射被星系团中的热气体散射时，Sunyaev-Zel'dovich（SZ）效应引入了一种特殊的黑体光谱畸变。当CMB辐射是绝热演化时，畸变的频率依赖性仅与团簇红移无关。使用370个星系团的红移范围内的$0.07\lesssim z\lesssim1.4$从最大的SZ选择的集群样本的日期从阿塔卡马宇宙望远镜，我们提供了新的约束CMB温度演化的偏差从标准模型$α=0.017^{+0.029}_{-0.032}$，其中$T(z)=T_0(1+z)^{1-α}$。这一结果与标准绝热模型无偏差一致。结合它与以前的，独立的数据集，我们得到一个联合约束$α=-0.001\pm0.012$。由于暗能量的衰减导致绝热性的偏离，这一结果限制了它的有效状态方程$w_\mathrm{eff}=-0.998^{+0.008}_{-0.010}$。
2021-11-26 astro-ph.CO
Cluster Cosmology with the Velocity Distribution Function of the HeCS-SZ Sample
我们应用速度分布函数（VDF）的样本Sunyaev-Zel'dovich（SZ）选择的集群，我们报告初步的宇宙学约束的$σ_8$ - $Ω_m$宇宙学参数空间。VDF是一种前向模型化的检验统计量，可用于直接从星系团动力学观测中约束宇宙学模型。该方法在Ntampaka等人（2017）中引入，并采用视线速度测量直接约束宇宙学参数;它对测量误差的敏感性低于标准晕质量函数方法。该方法适用于Hectospec调查的Sunyaev-Zeldovich选择的集群（HeCS-SZ）的样品，这是一个光谱的后续普朗克选择的样本的83个星系团。可信区域是通过比较观察到的聚类样本的VDF与模拟观察的VDF来计算的，从而产生$\mathcal{S}_8 \equiv σ_8 \left(Ω_m/0.3\right)^{0.25} = 0.751\pm0.037$。这些限制与普朗克宇宙微波背景（CMB）TT基准值处于紧张状态，该基准值位于我们的95%可信区域之外，但与最近对大尺度结构的一些分析一致，这些分析观察到的大质量星系团比普朗克基准宇宙学参数预测的要少。
2019-06-18 astro-ph.CO
Cosmology and astrophysics from relaxed galaxy clusters - IV: Robustly calibrating hydrostatic masses with weak lensing
这是研究大质量、动态松弛的星系团的天体物理学和宇宙学的系列论文中的第四篇。在这里，我们使用测量弱引力透镜从称重巨人项目校准钱德拉X射线测量的总质量依赖于假设的流体静力平衡。这种X射线和透镜质量的比较提供了一个测量的组合偏差的X射线流体静力学质量由于天体物理和仪器的来源。假设宇宙学是固定的，并且在从X射线数据确定的特征半径（r_2500）内，我们测量到透镜与X射线的质量比为0.96 +/- 9%（stat）+/- 9%（sys）。我们没有发现这个比例与质量，红移或用于选择样品的形态指标的显着趋势。根据最大规模的，轻松的集群从水力模拟的预测，我们的研究结果不赞成强，百分之十的偏离流体静力学平衡在这些半径。此外，我们发现从c_200 = $3.0_{-1.8}^{+4.4}$的透镜数据测量的样品的平均浓度。在透镜系统学方面预期的短期改进，以及松弛透镜样品的适度扩大，可以很容易地将测量精度提高30- 50%，从而导致在宇宙学约束中采用X射线流体静力学质量估计的类似改进，例如来自星系团气体质量分数的Omega_m。
2015-09-07 astro-ph.CO
Towards precision SZ cluster cosmology: from Planck to the Simons Observatory
本文面向Simons Observatory时代的高精度SZ星系团宇宙学，介绍SZiFi包在优化偏差、协方差估计和前景去投影方面的改进及其在Planck数据上的应用，并推出新的星系团数目似然代码cosmocnc。
2023-10-27 astro-ph.CO
